DE380544C - Geschlitzter Kolbenring - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN
AM 8. SEPTEMBER 1923

KLASSE 47f GRUPPE

(G 51645 XIII47/J

Es ist bereits vorgeschlagen worden, an Kolbenringen von der Außenfläche des Ringes Kanäle nach der Innenfläche anzuordnen, um so die Drucke auf die beiden Kreisflächen des Ringes möglichst gleich zu gestalten. Nach der Erfindung sind in einem geschlitzten Kolbenring Kreisnuten angeordnet. Diese Kreisnuten liegen sowohl in mindestens einer Endfläche des Ringes als auch in der äußeren Umfangsfläche. Da der Ring geschlitzt ist,' so würde durch die Durchführung der Umfangsnut bis zum Schlitz eine Schwächung eintreten. Um dies zu vermeiden, geht die Umfangsnut nicht ganz bis zur geschlitzten Stelle. Anderseits wird jedoch die Übermittlung des Druckes auf die Endfläche von der Umfangsfläche durch mehrere Kanäle bewirkt. Demgemäß besteht das Wesen der Erfindung darin, daß auf der Umfangsfläche Nuten und auf einer Endfläche eine kreisförmige Nut angebracht sind, von denen letztere nicht ganz bis zum Schlitz des Kolbenringes geht, sondern vorher aufhört, und durch einen oder mehrere in der Endfläche befindliche Kanäle mit der äußeren Umfangsfläche des Ringes in Verbindung steht.

In einer Ausführungsform ist der Ring so gestaltet, daß solche Kreisnut auf den beiden Endflächen vorhanden und daß fernerhin nahe diesen Endflächen auf der äußeren Umfangs-

fläche rles Ringes andere Kreisnuten angeordnet sind. Auf diese Weise wird, ohne daß eine Schwächung des Ringes namentlich an der geschlitzten Stelle befürchtet zu werden braucht, eine Übermittlung des Druckes auf die verschiedenen Seiten oder Flächen des Ringes bewerkstelligt.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen:

Abb. ι einen Schnitt durch einen Teil eines Zylinders und eine Ansicht eines Teiles eines Kolbens, der mit dem neuen Kolbenring ausgestattet ist,
Abb. 2 eine Endansicht,

Abb. 3 eine teilweise Endansicht von der anderen Seite eines gemäß der Erfindung hergestellten Kolbenringes,

Abb. 4 eine Seitenansicht des Kolbenringes, Abb. 5 und 6 Schnitte nach den Linien 5-5 und 6-6 der Abb. 3 und 2,

Abb. 7 eine Draufsicht eines abgeänderten Ringes,

Abb. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 der Abb. 7,

Abb. 9 eine schaubildliche Ansicht einer weiteren Abänderung,

Abb. 10 einen Schnitt nach der Linie 12-12 der Abb. 9.

In dem Zylinder C" einer Verbrennungskraftmaschiene bewegt sich ein Kolben P. Der Kolben kann eine oder mehrere Ringnuten 10 besitzen. Jeder Kolbenring R paßt dicht in die Nut 10, welche etwas breiter ist als der Ring R, der in ihr aufgenommen wird, so daß der Ringi? eine kleine Bewegung in der Nut 10 ausführen kann. Jeder Ring R ist aus einen einzelnen, federnden Metallstück hergestellt, das bei S geschlitzt oder gespalten ist, wodurch Enden oder Zungen 12, 13 entstehen, deren Teile. 15 und 16 sich überlappen und ineinanderpassen, so daß ein fortlaufender Ring gebildet wird, wenn er sich in der Arbeitsstellung in der Kolbennut 10 befindet. Der Ringi? ist mit einer Nut 17 an der unteren Kante ausgestattet, die der flachen oder ebenen Fläche der unteren Wand L der Ringnut ι ο zugekehrt ist. Die Nut 17 ist im wesentlichen ebensolang wie die untere Kante des Ringes R, erstreckt sich aber nicht über die Verbindungsstelle S, da die Enden der Nut 17 neben den sich überlappenden Enden 12, 13 des Ringes R aufhören. Eine Umfangsnut 20 ist in der Arbeitsfläche des Kolbenringes R vorgesehen und endigt ebenfalls nahe den j Enden 15, 16 des Ringes R ,ohne jedoch sich über die Spalte S zu erstrecken. Die Nut 20 liegt nahe an der unteren Ringkante, welche die Nut 17 enthält. Kurze Kanäle 24 erstrecken sich von der Nut 20 durch die Fläche 22. und enden an der oberen Kante 21. wodurch eine Verbindung hergestellt ist zwischen der äußeren Umfangsnut 20 und dem Raum neben der oberen Kante 21 des Ringes 7?. In ähnlicher Weise gehen kurze Kanäle 25 van der Nut 17 nach außen durch die Kantenfläche 18 und enden an den äußeren Umfangsflächen 23, 22, wodurch eine Verbindung zwisehen der Nut 17 und dem Umfang des Ringes R hergestellt ist. Die Reibung zwischen dem Kolbenring R und der Zylinderwand und der Druck der zusammengedrückten Gase j beim Verdichtungshub oder Hochgang hält den Ring R in Eingriff mit der unteren Wand L der Nut 10. Die Kanäle 25, welche in der Kante des Ringes 7? einen Auslaß für die Nut 17 bilden, schwächen den Ring 7? derart, daß er beim Einsetzen brechen kann. Die engen Kanäle 25 können sich außerdem mit Niederschlagen, z. B. Kohle, verstopfen, wodurch sie in ihrer Eigenschaft, den Druck in der Nut 17 aufzuheben, wertlos werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist ein Ring vorgesehen, in dein an Stelle der engen und verhältnismäßig tiefen Kanäle, verhältnismäßig lange und niedrige Kanäle vorgesehen sind, und diese niedrigen Kanals sind an der unteren Kante des Ringes in einiger Entfernung von dem Spalt angeordnet.

Der nach den Abb. 7 und 8 hergestellte Ring R' besteht z. B. aus Gußeisen. Die eine Kantenfläche des Ringes R' ist mit einer Ringnut 17' ausgestattet, die der Ringnut 17 entspricht, wodurch eine Dichtungsfläche 18' längs der inneren und unteren Kante des Ringes Λ" entsteht. Die Enden der Nut 17' enden kurz vor den Ringenden und die Nut 17' wird durch zwei verhältnismäßig lange, nach außen gerichtete und verhältnismäßig niedrige Ausgleichskanäle 25' mit der äußeren Arbeitsfläche verbunden. DieseKanäle25' heben irgendeinen Druck auf, der sich in der Nut 17' durch Gase ansammelt, die zwischen dem Kolbenring R' und dem Kolben P hindurchgehen. Die Abdichtung zwischen dem Kolbenring R' und der Zylinderwandung wird durch eine Fläche 23' hergestellt, die sich zwischen der Umfangsnut 20' und der unteren Kantenfläche befindet, welche die Nut 17' enthält; damit die Abdichtung zwischen dem Kolbenring R' und dem u₀ Kolben P zu keiner Zeit gelöst werde, sind die Dichtungsflächen so bemessen, daß die Abdichtung der Flächen 19' nicht durch den Reibungseingriff zwischen der Fläche 23' und der Zylinderwand gelöst wird, d. h. die Fläche 23' ist von solcher Breite, daß der Reibungsdruck zwischen dieser und der Zylinderwandung kleiner ist als der Druck, den die Fläche 19' auf die untere Seitenwand der den Ring R' aufnehmenden Nut ausübt, so daß zu keiner Zeit genügende Reibung zwischen den Flächen 2T,' und der Zylinderwandung besteht, um die

durch die Fläche ig' gegebene Dichtung aufzuheben.

Ein wirksamer Ring wird dadurch erhalten, daß der Abstand zwischen der äußeren Kante der Fläche 19' oder der inneren Kante der Nut 17' und der äußeren Umfangskante des Ringes ungefähr doppelt so groß ist wie die Breite der Fläche 23'. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die angegebenen Maßbestimmungen, sie sind jedoch als bevorzugte Ausführungsform angegeben.

Die Umfangsnut 20' geht bis zu den Enden 30, 31 des Ringes, die so abgeschnitten sind, daß sie im wesentlichen radial verlaufen und durch die Nachgiebigkeit des Ringes R' einen Abstand voneinander wahren, wie in Abb. 7 angedeutet ist. Wird jedoch der Ring R' in die für ihn bestimmte Nut im Kolben eingelegt, so stoßen die Ringenden 30, 31. mit geringera Abstand voneinander. Die Verbindung der Ringenden 30, 31 soll nicht luftdicht sein, so daß zu jeder Zeit eine Verbindung durch diesen Abstand zwischen der Nut 20' und dem Raum neben der oberen Kantenfiäche des Ringes besteht, und dieser Abstand 5¹ be- '■. findet sich am nächsten zum Verbindungsraum des Zylinders, wenn der Kolben und der Ring R' sich in dem Zylinder in der in Abb. 1 ^r angedeuteten Stellung befinden. |

Der in Abb. 9 und 10 gezeigte Ring i?⁵ stellt eine Verdoppelung der in dem Ringi?' vorgesehenen Nuten dar. Der Kolbenring R⁵ ist wieder in der Querrichtung gespalten, wodurch die einander zugekehrten Enden 30', 31' gebildet werden, deren Endflächen im wesentlichen in radialen Ebenen verlaufen und miteinander in Eingriff treten können, wenn der Ring R" in der Kolbennut angeordnet ist. Die parallelen Kantenflächen des Kolbenringes R^a sind mit Nuten V, V ausgestattet, die einander und den Nuten 17, 17' ähnlich sind und etwas vor den Enden 30', 31' aufhören. Die Nuten V, V sind an den Kantenflächen des , Ringes R° angeordnet und bestimmen die Breite von Dichtungsflächen F, F' zwischen ihnen und der inneren Umfangskante des Ringes T?⁵. Die Dichtungsflächen F, F' sind so angeordnet, daß sie mit den gegenüberliegen- ; den Seitenwänden der Kolbennut in Eingriff stehen, um zu verhindern, daß die Treibflüssigkeit in beiden Richtungen zwischen dem Kolben und dem Ring R" entweicht. Die einander gegenüberliegenden Kantenflächen des Ringes R* sind außerdem mit Kanälen ausgestattet, um einen Druck aufzuheben, der sich in den Nuten V, V ansammeln und die Dichtung zwischen den Flächen F, F' und den Seitenwänden der Kolbennut aufheben könnte. Die druckaufhebenden Kanäle A, A' entsprechen in jeder Hinsicht den Ausgleichskanälen 25', wobei eine Draufsicht des Ringes i?⁵ der Abb. 7 ähnelt.

Zwei Umfangsnuten 41, 42 sind nahe den Kantenflächen des Ringes R⁵ angeordnet, weisen jedoch einen Abstand von diesen auf und bestimmen die Breite von Dichtungsflächen 42, 43, die zwecks Abdichtung an der Zylinderwand anliegen. Die Nuten 41, 42 gehen bis in den Raum zwischen den Enden 30' und 31', und durch diesen Raum stehen sie mit den gegenüberliegenden Seiten des Ringes R^s in Verbindung, da im Betrieb die Enden 30' und 31' nicht notwendig miteinander derart in Eingriff stehen, daß der Raum vollständig geschlossen wird. Durch die Anordnung von Nuten an beiden Kantenflächen eines Ringes werden zwei Kolbenringe ersetzt, und dieser eine Ring ist daher vorzusehen, besonders bei doppelt wirkenden Dampfmaschinen. Der Ring R⁵ verhindert das Entweichen von Dampf oder einer anderen Treibflüssigkeit in be^:den Richtungen durch den Raum zwischen dem Kolben und dem Zylinder von Dampfmaschinen, Gasmaschinen, Pumpen und Gebläsen und eignet sich vorzugsweise zur Abdichtung in Dampfmaschinen der doppelt wirkenden Gattung.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Geschlitzter Kolbenring, gekennzeichnet durch auf der Umfangsfläche verlaufende Umfangsnuten (20, 21') und eine auf einer Endfläche angeordnete, kreisförmige Nut (17, 17'), von denen letztere (17, 17'), nicht ganz bis zum Schlitz (S) des Kolbenringes geht, sondern vorher aufhört nni durch einen oder mehrere, in der Endfläche befindliche Kanäle (25, 25') mit der äußeren Umfangsfläche des Ringes in Ver- ioo bindung steht.
2. 2. Kolbenring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Umfangsnuten (V, V) in beiden'Endflächen vorhanden sind, von welchen sich Kanäle (A, A') zur Umfangsfläche des Ringes erstrecken, um so ihre Wirkung bei dem Hub des Kolbens nach jeder Richtung hin auszuüben.
3. 3. Kolbenring nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfargsnut (20) nahe an der einen Endfläche des Kolbenringes angeordnet ist, durch Kanäle (24) jedoch mit der anderen Endfläche des Kolbenringes in Verbindung steht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.